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DE4119288A1 - METHOD FOR LAYER FILTRATION OF PHARMACEUTICAL, BIOLOGICAL, CHEMICAL OR THE LIKE LIQUIDS - Google Patents

METHOD FOR LAYER FILTRATION OF PHARMACEUTICAL, BIOLOGICAL, CHEMICAL OR THE LIKE LIQUIDS

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Publication number
DE4119288A1
DE4119288A1 DE4119288A DE4119288A DE4119288A1 DE 4119288 A1 DE4119288 A1 DE 4119288A1 DE 4119288 A DE4119288 A DE 4119288A DE 4119288 A DE4119288 A DE 4119288A DE 4119288 A1 DE4119288 A1 DE 4119288A1
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DE
Germany
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filtration
cellulose
filter
filter layer
polymer granules
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DE4119288A
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German (de)
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DE4119288B4 (en
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Dietmar Dipl Chem Dr Oechsle
Dieter Mohn
Bernhard Dipl Ing Goepfert
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Pall Corp
Original Assignee
Schenk Filterbau GmbH
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schichtenfiltration von pharmazeutischen, biologischen, chemischen oder anderen Flüssigkeiten, insbesondere von Injektionslösungen, bei­ spielsweise Blutplasma, Seren, oder von chemischen Flüssig­ keiten, wie Fotogelatine, unter Verwendung von Filter­ schichten, die aus fibrillierten, vorzugsweise in Refinern gemahlenen Zellstoffen, insbesondere Zellstoffasern, und eingelagerten filtrationsaktiven Komponenten bestehen.The invention relates to a method for layer filtration of pharmaceutical, biological, chemical or others Liquids, especially of injection solutions, at for example blood plasma, sera, or chemical liquid like photo gelatine using filters layers made of fibrillated, preferably in refiners ground pulps, especially pulp fibers, and stored active filtration components exist.

Es ist allgemein bekannt, die Schichtenfiltration zur Tren­ nung von Fest-/Flüssiggemischen zur Gewinnung eines Filtrats einzusetzen. Sie eignet sich besonders, um Feinsttrubstoffe, beispielsweise Kolloide oder kompressible Partikel, wie Schleimstoffe sowie Mikroorganismen, abzutrennen und so die Flüssigkeit zu klären bzw. zu sterilisieren. Die Schichten­ filtration wird außer zur Klärung von Naturgetränken, wie Wein, Bier, Fruchtsäfte usw., auch in der Biotechnologie und bei der Herstellung vieler pharmazeutischer und chemischer Produkte angewandt. Dabei sind je nach Beschaffenheit und Menge der abzutrennenden Trubstoffe Filterschichten unter­ schiedlicher Filtrationsschärfen zu verwenden. Die zu filtrierende Flüssigkeit (Unfiltrat) wird bei der Schichten­ filtration durch industriell hergestellte Filterschichten, die auch als vorgefertigte Filterkuchen bezeichnet werden können, von verhältnismäßig geringer Dicke geleitet. Die Filterschichten bestehen aus einem labyrinthartigen drei­ dimensionalen Netzwerk aus faserförmigen und hochporösen Materialien. Das Grundgerüst der Filterschichten besteht aus gemahlenen Zellstoffasern; sie werden mittels geeigneter Aufschlußverfahren aus organischen Stoffen, beispielsweise Laub- oder Nadelhölzern, gewonnen. Da Filterschichten, die nur aus Zellulose bestehen, eine verhältnismäßig geringe Filtrationsschärfe haben, werden äußerst filtrationsaktive Stoffe als Filterhilfsmittel, nämlich hochporöse Diatomeen, also Kieselguren, und je nach Bedarf zusätzlich Perlite in das aus Zellstoffasern bestehende Grundgerüst der Filter­ schichten eingelagert. Es ist auch bekannt, zur Erhöhung der Naßfestigkeit der Filterschichten sogenannte Naßfestmittel, nämlich lebensmittelrechtlich unbedenkliche synthetische Harze zuzusetzen, die während der Trocknung der Filter­ schichten kondensieren und diesen einen inneren Zusammenhalt verleihen. Bei der Schichtenfiltration unterscheidet man je nach den Anforderungen an den Feinheitsgrad der Filtration die Grobfiltration, Klärfiltration, Feinfiltration und als feinste Filtration die sogenannte Sterilfiltration. Bei der Grobfiltration werden Partikel größer als 15 µm aus nieder­ viskosen Flüssigkeiten mit entsprechend aufgebauten Filter­ schichten abgeschieden. Die Klärfiltration dient der Be­ seitigung von sichtbaren Trübungen im Unfiltrat sowie zur Verminderung der Populationsdichte von Mikroorganismen, ins­ besondere Hefen. Durch den Einsatz von Filterschichten zur Feinfiltration erhält man auch dann optisch klare Filtrate, wenn im Unfiltrat kollodiale Trübungen vorhanden waren. Feinfiltrationsschichten scheiden ferner Hefen ab und sind stark bakterienreduzierend. Bei der Sterilfiltration werden als Filterschichten sogenannte Sterilschichten verwendet, die auch Mikroorganismen aus Flüssigkeiten abtrennen. Für die erwähnten Filtrationsstufen stehen verschiedene Filter­ schichttypen zur Verfügung. Als Anschwemmunterlage für Plat­ ten- und Rahmenfilter werden allgemein sogenannte Kiesel­ gur-Anschwemmschichten verwendet. Sie dienen als Träger­ material für filtrationsaktive Kieselguranschwemmungen und haben selbst keine Filtrationsfunktion.It is generally known to use layer filtration to separate doors of solid / liquid mixtures to obtain a filtrate to use. It is particularly suitable for for example colloids or compressible particles, such as To separate mucus and microorganisms and so the Clarify or sterilize liquid. The layers Filtration is used to clarify natural beverages, such as Wine, beer, fruit juices etc., also in biotechnology and in the manufacture of many pharmaceutical and chemical Products applied. Depending on the nature and  Amount of turbid substances to be separated under filter layers to use different filtration levels. The too filtering liquid (unfiltrate) is in the layers filtration through industrially produced filter layers, which are also known as prefabricated filter cakes can, of relatively small thickness. The Filter layers consist of a labyrinthine three dimensional network of fibrous and highly porous Materials. The basic structure of the filter layers consists of ground pulp fibers; they are made using appropriate Digestion processes from organic substances, for example Deciduous or coniferous, won. Because filter layers that consist only of cellulose, a relatively small Filtration severity are extremely filtration-active Substances as filter aids, namely highly porous diatoms, diatomaceous earth, and additional perlite as needed the basic structure of the filter made of cellulose fibers layers stored. It is also known to increase Wet strength of the filter layers so-called wet strength agents, namely synthetic foodstuffs that are harmless to food law Add resins to the filter during drying layers condense and this inner cohesion to lend. A distinction is made between layer filtration according to the requirements for the fineness of filtration the coarse filtration, clarification filtration, fine filtration and as finest filtration the so-called sterile filtration. In the Coarse filtration is used to remove particles larger than 15 µm viscous liquids with appropriately constructed filters layers deposited. The clarification filtration serves the Be removal of visible cloudiness in the unfiltrate and to Reduction of the population density of microorganisms, ins special yeasts. By using filter layers for Fine filtration gives optically clear filtrates,  if colloidal opacities were present in the unfiltrate. Fine filtration layers also separate and are yeast strongly reducing bacteria. With sterile filtration so-called sterile layers are used as filter layers, which also separate microorganisms from liquids. For the filtration levels mentioned are different filters layer types available. As a precoat for plat Ten- and frame filters are generally called pebbles gur precoat layers used. They serve as carriers material for filtration active diatomaceous earth and have no filtration function themselves.

Die für die verschiedenen Filtrationsaufgaben erforderlichen Filterschichten aus Zellulose mit eingelagerten Filterhilfs­ mitteln, nämlich Kieselgur und Perlite, filtrieren somit feste Bestandteile, Schleier, Kolloide, Agglomerate und dgl. aus dem Unfiltrat aus, haben aber den Nachteil, daß beim Filtervorgang aus ihnen Metallionen, insbesondere Eisen- und Aluminiumionen, ausgespült und in die zu filtrierende Flüssigkeit gelangen. Dies wirkt sich besonders nachteilig bei der Schichtenfiltration bestimmter pharmazeutischer oder chemischer Flüssigkeiten aus, da die Metallionen bei der Weiterverwendung solcher Flüssigkeiten, beispielsweise von Injektionslösungen, bei der Blutplasmafiltration oder bei der Filtration von Fotogelatine, unerwünschte Nebenwirkungen haben können. Metallionen, wie beispielsweise Eisen- oder Aluminiumionen, in Injektionslösungen, insbesondere im Blut­ plasma, sollen nach neueren Forschungen für die Entstehung der sogenannten Alzheimer′schen Krankheit mindestens mit ursächlich sein. Ebenso können die aus Kieselgur und Per­ liten herausgelösten Metallionen in chemischen Filtraten, insbesondere bei der Filtration von Fotogelatine, schädlich sein, zumal Gelatine die Lösung von Metallionen aus Kiesel­ gur und Perliten fördert (Komplexierung) und diese die in der Fotogelatine enthaltenen Silbersalze in unerwünschter Weise beeinflußt. Die bekannten Filtrationsverfahren bzw. Filterschichten sind daher für die Filtration von Foto­ gelatine bzw. von Injektionslösungen, wie Blutplasma usw., von Nachteil bzw. gänzlich ungeeignet.The ones required for the various filtration tasks Filter layers made of cellulose with embedded filter aids agents, namely diatomaceous earth and perlite, thus filter solid components, veils, colloids, agglomerates and the like from the unfiltrate, but have the disadvantage that the Filtering process from them metal ions, especially iron and Aluminum ions, rinsed out and into the one to be filtered Liquid. This has a particularly disadvantageous effect in the layer filtration of certain pharmaceutical or chemical liquids, since the metal ions in the Further use of such liquids, for example Solutions for injection, in blood plasma filtration or in filtration of gelatin, undesirable side effects can have. Metal ions, such as iron or Aluminum ions, in injection solutions, especially in the blood plasma, are said to be emerging according to recent research the so-called Alzheimer's disease at least with to be the cause. Likewise, the diatomaceous earth and per lite dissolved metal ions in chemical filtrates, particularly harmful when filtering photo gelatine be, especially since gelatin is the solution of metal ions from pebbles  gur and perlites promotes (complexation) and these in the photo gelatin contained silver salts in undesirable Way influenced. The known filtration processes or Filter layers are therefore for the filtration of photo gelatin or of injection solutions such as blood plasma etc., disadvantageous or completely unsuitable.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bzw. Filter­ schichten zu schaffen, mit dem bzw. mit denen eine Schichtenfiltration pharmazeutischer Flüssigkeiten, insbe­ sondere von Injektionslösungen, Seren, wie Blutplasma, aber auch die Filtration chemischer bzw. biochemischer Flüssig­ keiten ermöglicht wird, bei der die zu filtrierende Flüssig­ keit arm bzw. frei - nämlich unterhalb der Nachweisgrenze - von Metallionen, insbesondere von Schwermetallionen, wie Eisen- bzw. Aluminiumionen, ist.The object of the invention is a method or filter to create layers with which one Layer filtration of pharmaceutical liquids, esp special of injection solutions, sera, such as blood plasma, but also the filtration of chemical or biochemical liquids is possible in which the liquid to be filtered poor or free - namely below the detection limit - of metal ions, especially heavy metal ions, such as Iron or aluminum ions.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren gemäß Gattungsbegriff des Anspruches 1 dadurch gelöst, daß anstelle der üblichen filtrationsaktiven mineralischen Komponenten, nämlich Kie­ selgur und Perlite, als filtrationsaktive Komponente metall­ ionenarme, vorzugsweise metallionenfreie, Filterhilfsmittel, wie feines, hochdispersives Polymer-Granulat, mikronisierte Zellstoffe oder Mischungen dieser Stoffe verwendet werden.This task is carried out in a method according to the generic term of claim 1 solved in that instead of the usual filtration-active mineral components, namely Kie selgur and perlite, as a filtration-active component metal low-ion, preferably metal-ion-free, filter aids, like fine, highly dispersive polymer granules, micronized Cellulose or mixtures of these substances are used.

Zur metallionenarmen, insbesondere zur metallionenfreien, Filtration von Blutplasma oder anderen Seren ist als feines, hochdispersives Polymer-Granulat besonders ein Harnstoff- Formaldehyd-Kondensationsprodukt geeignet, das eine Primär­ teilchengröße von etwa 0,1 bis 3,0 µm und eine spezifische Oberfläche von 20±5 m2/g nach der BET-Methode aufweist. Das Polymer-Granulat kann dabei ein spezifisches Gewicht von 1,30 bis 1,50 g/cm3 und ein Schüttgewicht von ca. 60 g/l haben. Es hat sich gezeigt, daß besonders gute Filtrations­ ergebnisse insbesondere für eine Sterilfiltration erreicht werden, wenn Primärteilchen von 0,1 bis 0,20 µm des Harn­ stoff-Formaldehyd-Kondensationsproduktes verwendet werden. Für weniger feine Filtrationen, beispielsweise zur Klär­ filtration, können Agglomerate von Primärteilchen in der Größe zwischen 4 bis 200 µm oder mehr verwendet werden. Der Anteil metallionenfreier Filterhilfsmittel, also der Anteil des feinen, hoch dispersiven Polymer-Granulates bzw. der mikronisierten Zellstoffe oder Gemische derselben, soll vorteilhaft zwischen 5% und 60% des Gesamtgewichtes der Filterschicht betragen.A urea-formaldehyde condensation product which has a primary particle size of about 0.1 to 3.0 μm and a specific surface area of 20 is particularly suitable as fine, highly dispersive polymer granules for low-metal ion, in particular for metal ion-free, filtration of blood plasma or other serums ± 5 m 2 / g according to the BET method. The polymer granules can have a specific weight of 1.30 to 1.50 g / cm 3 and a bulk density of approx. 60 g / l. It has been shown that particularly good filtration results are achieved in particular for sterile filtration if primary particles of 0.1 to 0.20 μm of the urea-formaldehyde condensation product are used. For less fine filtrations, for example for clarification, agglomerates of primary particles in the size between 4 to 200 μm or more can be used. The proportion of filter aids free of metal ions, that is to say the proportion of the fine, highly dispersive polymer granules or the micronized cellulose or mixtures thereof, should advantageously be between 5% and 60% of the total weight of the filter layer.

Mit der Erfindung kann nun den Humanblutbanken gefiltertes Blutplasma zur Verfügung gestellt werden, das keine durch die Filtration erhöhte Gehalte von Eisen oder anderen Metallionen besitzt, da die bisher allgemein übliche mineralische filtrationsaktive Komponente durch ein synthetisches Polymer-Granulat oder mikronisierte, trocken gemahlene Zellstoffe ersetzt ist. Metallionenfreie Filtration von Seren, insbesondere Blutplasma oder anderer pharmazeutischer bzw. biochemischer oder chemischer Flüssig­ keiten kann außer durch Verwendung hoch dispersiver Polymer-Granulate auch durch micronisierte Zellstoffe oder durch Mischungen beider Stoffe erreicht werden. Demgemäß ist die Erfindung nicht nur besonders für die Schichten­ filtration von Blutplasma, sondern auch für die Filtration anderer pharmazeutischer, biochemischer oder chemischer Flüssigkeiten, und zwar besonders für die Filtration von Fotogelatine geeignet.The human blood banks can now be filtered with the invention Blood plasma can be made available that does not pass through the filtration increased levels of iron or others Has metal ions, as the so far common mineral filtration-active component by a synthetic polymer granules or micronized, dry ground pulp is replaced. Metal ion free Filtration of sera, especially blood plasma or others pharmaceutical or biochemical or chemical liquid not only by using highly dispersive Polymer granules also by micronized cellulose or can be achieved by mixing both substances. Accordingly the invention not only for the layers filtration of blood plasma, but also for filtration other pharmaceutical, biochemical or chemical Liquids, especially for the filtration of Suitable for gelatin.

Bei der metallionenfreien Filtration von Fotogelatine ist allerdings anstelle eines Harnstoff-Formaldehyd-Kon­ densationsproduktes als Filterhilfsmittel ausschließlich mikronisierte Zellulose zu verwenden, weil Harnstoff- Formaldehyd-Kondensationsprodukte geringe Bestandteile an Formaldehyd aufweisen, die ebenso wie Eisenionen die in der Fotogelatine enthaltenen Silbersalze entwickeln. Die mikronisierte Zellulose, die sich sowohl für die Filtration von Fotogelatine als auch für andere Filtrationsaufgaben, wie die Filtration pharmazeutischer Flüssigkeiten, eignet, besteht aus trocken und feinst gemahlenen, hoch reinen Zellstoffen, vorzugsweise von Laubhölzern, wie Buchen usw. Der Anteil mikronisierter Zellulose am Filterstoff kann gleichfalls etwa 5% bis 60% des Gesamtgewichtes der Filterschicht betragen.For the metal ion-free filtration of photo gelatine however instead of a urea-formaldehyde con  only as a filter aid use micronized cellulose because urea Formaldehyde condensation products on small components Have formaldehyde which, like iron ions, can be found in the Develop the silver salts contained in photo gelatin. The micronized cellulose, suitable for both filtration of photo gelatine as well as for other filtration tasks, such as the filtration of pharmaceutical liquids, consists of dry and finely ground, highly pure Pulps, preferably from hardwoods, such as beech, etc. The proportion of micronized cellulose in the filter material can likewise about 5% to 60% of the total weight of the Filter layer.

Es wurde weiter gefunden, daß Filterschichten nach der Er­ findung auch als Filterhilfsmittel zur Anschwemmfiltration mit gleichem Vorteil angewandt werden können. Hierzu werden die fertigen Filterschichten durch Trockenmahlung nachträg­ lich z. B. in einer Stiftmühle weiter zerkleinert und sind so besonders auch für die Voranschwemmung geeignet, die ihrer­ seits die Grundlage für nachfolgend zudosierte feinere Fil­ terhilfsmittel bildet sowie ein Durchspülen von Feinteilen und eine problemlose Abreinigung des Filterkuchens nach be­ endigter Filtration ermöglicht. Es ist denkbar, daß je nach Filterauftrag die zermahlenen Filterschichten gemäß der Er­ findung noch durch weitere Zusatzstoffe, wie Zellmehle oder andere faserige Anschwemmmaterialien, wie z. B. PE-Fibride, zur Optimierung einer ersten Voranschwemmung bzw. zur Her­ stellung stabiler, homogener und gleichmäßig über die ganze Filterfläche verteilter Anschwemmungen ergänzt werden.It was further found that filter layers according to the Er invention as a filter aid for precoat filtration can be applied with the same advantage. To do this the finished filter layers afterwards by dry grinding Lich z. B. further crushed in a pin mill and are so especially suitable for pre-washing, that of your on the one hand, the basis for the finer fil aids and rinsing of fine particles and easy cleaning of the filter cake after be filtration. It is conceivable that depending on Filter order the ground filter layers according to the Er invention by other additives, such as cell flours or other fibrous precoat materials, e.g. B. PE fibrids, to optimize a first precoat position more stable, homogeneous and even over the whole Distributed precoat filter area can be supplemented.

Um die adsorptiven Kräfte zur Abtrennung feinster Teilchen und gelöster Stoffe, insbesondere bei neutralen bis leicht sauren Lösungen mit negativer Oberflächenladung, zu erhöhen, empfiehlt es sich, dem Filterstoff ein positives Potential zu verleihen, das vom pH-Wert abhängig ist, indem vorzugs­ weise in die wässerige Suspension der verwendeten Zellulosen ein Epichlorhydrin-Harz zugegeben wird. Dieses zieht auf die Zellulose auf, kondensiert bei dem anschließenden Trock­ nungsprozeß bei 130° bis 150°C aus und wird somit unlöslich. Dieses sogenannte Zeta-Potential ist die elektrische Ladung, die sich um Feststoffteilchen in einer elektrolythaltigen Flüssigkeit ausbildet.About the adsorptive forces to separate the finest particles and dissolved substances, especially for neutral to light  acidic solutions with negative surface charge, to increase it is recommended that the filter fabric has a positive potential to lend, which depends on the pH, by preferential wise in the aqueous suspension of the celluloses used an epichlorohydrin resin is added. This draws on the Cellulose on, condenses in the subsequent drying process from 130 ° to 150 ° C and is therefore insoluble. This so-called zeta potential is the electrical charge, which are solid particles in an electrolyte-containing Liquid forms.

Des weiteren kann das Verfahren noch dadurch optimiert werden, daß das Filtermaterial nach Aufbereitung und Zube­ reitung getrocknet und dabei durch Zugabe von Naßfestmit­ teln, beispielsweise durch Zugabe einer wässerigen Lösung eines Epichlorhydrin-Harzes oder eines modifizierten Mela­ min-Formaldehyd-Harzes, verfestigt wird. Die Anwendung anderer Naßfestmittel ist denkbar; diese kondensieren während der Trocknung der Filterschicht und geben dieser einen inneren Zusammenhalt. Bei den angegebenen Naßfest­ mitteln handelt es sich um synthetische, lebensmittelrecht­ lich unbedenkliche Harze. Gesundheitlich unbedenklich ist auch die Zugabe der vorgenannten Additive zur Änderung der elektrischen Ladung des Filtermediums.Furthermore, the method can still be optimized as a result be that the filter material after processing and accessories dried and thereby by adding wet strength teln, for example by adding an aqueous solution an epichlorohydrin resin or a modified Mela min-formaldehyde resin, is solidified. The application other wet strength agents are conceivable; these condense during the drying of the filter layer and pass this an inner cohesion. At the specified wet festival means is synthetic, food law harmless resins. Is harmless to health also the addition of the aforementioned additives to change the electrical charge of the filter medium.

Als ein Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Filtration wird mikronisierter Zellstoff aus reiner α-Zellulose um etwa 90% benannt, mit einem Glührückstand von maximal 0,3% hinsichtlich der mineralischen Komponente, nämlich Calzium-Magnesium, als Bestandteil des zerkleinerten Zellstoffes, also der zerkleinerten Pflanze oder dgl., wobei eine Reinheit der Zellulose (Weiße) von 86% vorteilhaft ist. Die verwendete α-Zellulose kann eine Faserlänge von 10 bis 300 µm, vorzugsweise von 18 bis 200 µm, haben, wobei eine durchschnittliche Faserdicke von 5 bis 30 µm zweckmäßig ist. Eine solche mikronisierte Zellulose ist sowohl für die Filtration von Blutplasma als auch für die von Fotogelatine geeignet. Da dieser Zellulose positives Oberflächenpotential fehlt, wird der wässerigen Suspension, also der Suspension aus mikronisierter Zellulose, beispielsweise Polyamido-amin­ epichlorhydrin-Harz zugegeben, wonach die auf einem Langsieb vorgefertigte Filterpapierbahn in einer Trockenanlage bei Temperaturen zwischen 130° und 150° getrocknet wird. Bei dieser Trocknung kondensiert das zugegebene Additiv und legt sich in langen Ketten auf die Oberfläche der Zellulose. Da­ nach können auch während der Trocknung des Filterstoffes ge­ eignete Naßfestmittel, beispielsweise modifizierte Melamin- Formaldehyd-Harze oder eine wässerige Lösung eines Epichlorhydrin-Harzes, zugegeben werden, wobei diese Stoffe während des Trocknungsvorganges ebenfalls kondensieren.As an embodiment for the invention Filtration becomes micronized pulp from pure Named α-cellulose by around 90%, with a residue on ignition of a maximum of 0.3% with regard to the mineral component, namely calcium magnesium, as part of the crushed Pulp, ie the shredded plant or the like., a purity of cellulose (whiteness) of 86% is advantageous is. The α-cellulose used can have a fiber length of 10  have to 300 microns, preferably from 18 to 200 microns, wherein an average fiber thickness of 5 to 30 microns appropriate is. Such a micronized cellulose is suitable for both Filtration of blood plasma as well as that of photo gelatin suitable. Because this cellulose has positive surface potential the aqueous suspension, ie the suspension, is missing made of micronized cellulose, for example polyamidoamine epichlorohydrin resin added, after which the on a fourdrinier sieve prefabricated filter paper web in a drying plant Temperatures between 130 ° and 150 ° is dried. At this drying condenses the added additive and sets in long chains on the surface of the cellulose. There after ge can also during the drying of the filter material suitable wet strength agents, for example modified melamine Formaldehyde resins or an aqueous solution of a Epichlorohydrin resin, are added, these substances also condense during the drying process.

Zur Klärfiltration pharmazeutischer Produkte, insbesondere für Blutplasma oder andere Seren, wird als Beispiel folgende Rezeptur angegeben:For clarification filtration of pharmaceutical products, in particular for blood plasma or other sera, the following is an example Recipe specified:

Es werden 50% naß gemahlene Zellstoffmischung, also eine normale Zellulose, wie in üblichen Filterschichten, ange­ setzt mit 30 bis 40° Schopper-Riegler, also eine Zellstoff­ mischung aus hoch gebleichten Sulfid- und Sulfat-Zellulosen. Hierzu werden noch ca. 10% Polyäthylen-Fibrid (PE-Fibrid) zugesetzt, wie sie beispielsweise im Handel unter der Type ESS 21 von der Firma Schwarzwälder Textilwerke angeboten wird. Zu der 50% naß gemahlener Zellstoffmischung mit 10% PE-Fibrid wird etwa 40% Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat zugegeben, wobei in diesem Beispiel als mittlere Größe Agglomerate zwischen 6 und 60 µm vorhanden sein können. Die Naßverfestigung erfolgt durch Beigabe von ca. 0,3% Polyamin-epichlorhydrin-Harz. Anschließend wird der Filter­ stoff bei 130 bis 150° im Trockner getrocknet, und zwar bis auf eine Restfeuchte kleiner als 1%. Das geschieht durch entsprechende Steuerung der Durchsetzgeschwindigkeit im Trockner. Das Ergebnis ist ein außerordentlich trockenes, ausreichend verfestigtes Filtermaterial.There are 50% wet-ground pulp mixture, so one normal cellulose, as in conventional filter layers sets with 30 to 40 ° Schopper-Riegler, i.e. a pulp blend of highly bleached sulfide and sulfate celluloses. Approx. 10% polyethylene fibrid (PE fibrid) added, as for example in the trade under the type ESS 21 offered by the company Schwarzwälder Textilwerke becomes. To the 50% wet-ground pulp mixture with 10% PE fibrid becomes about 40% urea-formaldehyde condensate added, in this example as a medium size Agglomerates between 6 and 60 µm can be present. The  Wet hardening takes place by adding approx. 0.3% Polyamine epichlorohydrin resin. Then the filter Dried fabric at 130 to 150 ° in the dryer, up to to a residual moisture of less than 1%. That happens through appropriate control of the enforcement speed in Dryer. The result is an extremely dry, sufficiently solidified filter material.

Bei dem nachfolgenden Beispiel für die Filterung von Foto­ gelatine wird eine sehr feine Filterschicht aufgebaut, die aus ca. 60% naß gemahlener, fibrillierter Zellstoff­ mischung, 35 bis 45° Schopper-Riegler besteht. Die Filter­ schicht ist somit feiner gemahlen als die im vorgenannten Beispiel und besteht ebenfalls aus einer Mischung aus hoch gebleichten Sulfid-Sulfat-Zellulosen zuzüglich etwa 40% trocken gemahlener, micronisierter, hoch reiner Laubholz­ zellulose, beispielsweise aus Buchenholz. Besonders gute Ergebnisse erzielt man, wenn diese Laubholzzellulose eine Faserlänge und eine Faserdicke von etwa 15 µm hat. Zur Kationisierung, also zur Bildung eines gewünschten Zeta- Potentials, werden ca. 0,5% kationisches Polyamido-amin­ epichlorhydrin-Harz und zur Naßverfestigung etwa 0,3% Polyamin-epichlorhydrin-Harz zugegeben.In the example below for filtering photos a very fine filter layer is built up made from approx. 60% wet-ground, fibrillated cellulose mixture, 35 to 45 ° Schopper-Riegler exists. The filters layer is thus finer ground than that in the aforementioned Example and also consists of a mixture of high bleached sulfide sulfate celluloses plus about 40% dry ground, micronized, high purity hardwood cellulose, for example made of beech wood. Particularly good ones Results are obtained when this hardwood cellulose is a Has fiber length and a fiber thickness of about 15 microns. To Cationization, i.e. to form a desired zeta Potential, about 0.5% cationic polyamido-amine epichlorohydrin resin and for wet setting about 0.3% Polyamine-epichlorohydrin resin added.

Gegenstand der Erfindung sind ferner Filterschichten, die insbesondere zur Filtration pharmazeutischer, biochemischer oder chemischer Flüssigkeiten entsprechend dem beschriebenen Verfahren geeignet sind und aus einem Grundgerüst aus Zell­ stoffasern bestehen und bei denen in die Zellstoffasern feines, hoch dispersives Polymer-Granulat eingelagert ist. Als besonders geeignetes Polymer-Granulat weisen diese Filterschichten Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsprodukte mit einer Primärteilchengröße von etwa 0,1 bis 3,0 µm und einer spezifischen Oberfläche von 20±5 m2/g nach BET- Methode auf. Ein Polymer mit Primärteilchen der Größe zwischen 0,5 bis 0,20 µm ist besonders zur Feinfiltration, also zur Sterilfiltration, geeignet. Für weniger feine Filtrationen, beispielsweise für die Klärfiltration, kann die Filterschicht Agglomerate des Harnstoff-Formaldehyd- Kondensationsproduktes aufweisen, das aus Primärteilchen in der Größe von 4 bis 200 µm oder mehr besteht. Das bei der Filterschicht verwendete Polymergranulat kann ferner ein spezifisches Gewicht von 1,30 bis 1,50 g/cm3 und ein Schütt­ gewicht von ca. 60 g/l haben. Vorteilhaft beträgt der Anteil keine Metallionen abgebender filtrationsaktiver Stoffe, also der Anteil von mikronisierter Zellulose, oder der Anteil des feinen, hochdispersiven Polymer-Granulates zwischen 5 und 60% des Gesamtgewichtes der Filterschicht.The invention further relates to filter layers which are particularly suitable for the filtration of pharmaceutical, biochemical or chemical liquids according to the described method and consist of a basic structure made of cellulose fibers and in which fine, highly dispersive polymer granules are embedded in the cellulose fibers. As a particularly suitable polymer granulate, these filter layers have urea-formaldehyde condensation products with a primary particle size of approximately 0.1 to 3.0 μm and a specific surface area of 20 ± 5 m 2 / g according to the BET method. A polymer with primary particles between 0.5 and 0.20 µm in size is particularly suitable for fine filtration, i.e. for sterile filtration. For less fine filtrations, for example for clarification filtration, the filter layer can have agglomerates of the urea-formaldehyde condensation product, which consists of primary particles in the size of 4 to 200 μm or more. The polymer granules used in the filter layer can also have a specific weight of 1.30 to 1.50 g / cm 3 and a bulk density of about 60 g / l. The proportion of filtration-active substances which do not give off metal ions, that is to say the proportion of micronized cellulose, or the proportion of the fine, highly dispersive polymer granules is advantageously between 5 and 60% of the total weight of the filter layer.

Nach einem weiteren Merkmal zeichnet sich die mikronisierte Zellulose für die Filterschicht dadurch aus, daß sie aus trocken gemahlenen Zellstoffen, insbesondere aus Laubholz­ zellulose, besteht. Aus diesen Filterschichten können Fil­ terhilfsmittel zur Anschwemmfiltration hergestellt werden, wenn die fertigen Filterschichten durch Trockenmahlung fein zerkleinert werden. Solche fein zerfaserten bzw. zer­ kleinerten Filterschichten gemäß der Erfindung können mit Vorteil zur Vorfiltration von Produkten mit sehr hohen Reinheitsanforderungen eingesetzt werden.Another characteristic is the micronized Cellulose for the filter layer in that it is made of dry pulp, especially from hardwood cellulose. Fil auxiliary materials for precoat filtration are produced, if the finished filter layers are fine by dry grinding be crushed. Such finely frayed or zer smaller filter layers according to the invention can with Advantage for prefiltration of products with very high Purity requirements can be used.

Schließlich kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung zur Erzielung einer erwünschten elektrischen Ladung des Filtermaterials die Filterschicht mit einem Zeta-Potential versehen sein. Zur Verfestigung der Filterschicht kann diese ferner mit geeigneten Naßfestmitteln, insbesondere mit einem Melamin-Formaldehyd-Harz oder einem Epichlorhydrin-Harz, behandelt sein. Finally, according to another feature of the invention to achieve a desired electrical charge of the Filter material the filter layer with a zeta potential be provided. This can be used to solidify the filter layer also with suitable wet strength agents, in particular with a Melamine-formaldehyde resin or an epichlorohydrin resin, be treated.  

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und den erfindungs­ gemäßen Filterschichten ist es erstmals möglich, pharma­ zeutische Flüssigkeiten, wie Blutplasma oder andere Seren, metallionenfrei - also unterhalb der Nachweisgrenze -, insbesondere frei von Aluminium- und Eisenionen, herzustel­ len, wodurch Blutplasma zur Verfügung gestellt werden kann, das gesundheitsschädliche Metallionen nicht mehr enthält. Desgleichen lassen sich Filtrate ohne Aufnahme von Metallionen aus dem Filtermittel herstellen, die in der che­ mischen Industrie oder auf anderen Gebieten gewünscht wer­ den, und zwar insbesondere bei der Filtration von Fotogela­ tine, die nunmehr ohne aufwendiges Auswaschen oder sonstige notwendige zusätzliche Maßnahmen filtriert werden kann.With the inventive method and the fiction according to filter layers, it is possible for the first time, pharma teutonic liquids, such as blood plasma or other sera, free of metal ions - i.e. below the detection limit -, especially free of aluminum and iron ions len, which can provide blood plasma, that no longer contains harmful metal ions. Likewise, filtrates can be taken up without Produce metal ions from the filter medium in the kitchen mix industry or in other fields whoever desired especially when filtering photo gel tine, now without extensive washing or other necessary additional measures can be filtered.

Claims (21)

1. Verfahren zur Schichtenfiltration von pharmazeutischen, biologischen, chemischen oder dergleichen Flüssigkeiten, insbesondere von Injektionslösungen, beispielsweise Blutplasma bzw. andere Seren oder Fotogelatine oder dgl., bei dem als Filterhilfsmittel feinst zerkleinerter Zellstoff, insbesondere Zellstoffasern, sowie einge­ lagerte filtrationsaktive Komponenten verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der üblichen filtrationsaktiven mineralischen Komponenten Kieselgur und Perlite als Filterhilfsmittel inerte, praktisch keine Metallionen abgebende Filterhilfsmittel, wie feines, hochdispersives Polymergranulat, mikronisierte, hochreine Zellstoffe oder Mischungen dieser Stoffe verwendet werden.1. A process for the layer filtration of pharmaceutical, biological, chemical or similar liquids, in particular injection solutions, for example blood plasma or other serums or photo gelatine or the like, in which finely ground cellulose, in particular cellulose fibers, and embedded filtration-active components are used as filter aids, characterized in that instead of the usual filtration-active mineral components, diatomaceous earth and perlite are used as filter aids, filter aids which are inert, practically no metal ions, such as fine, highly dispersive polymer granules, micronized, high-purity cellulose or mixtures of these substances. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur metallionenarmen bzw. metallionenfreien Filtration von Seren, insbesondere Blutplasma, als feines, hochdispersives Polymergranulat ein Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsprodukt mit einer Primärteilchen-Größe von etwa 0,1 bis 3,0 µm und einer spezifischen Oberfläche von 20±5 m2/g (BET-Methode) verwendet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that a low urea-formaldehyde condensation product with a primary particle size of about 0.1 to 3.0 microns and for the metal ion-free or metal ion-free filtration of sera, in particular blood plasma, as fine, highly dispersive polymer granules a specific surface of 20 ± 5 m 2 / g (BET method) is used. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Sterilfiltration Primär­ teilchen von 0,1 bis 0,20 µm des Harnstoff-Formaldehyd- Kondensationsproduktes und für weniger feine Filtrationen, beispielsweise für Klärfiltration, Agglo­ merate von Primärteilchen in der Größe zwischen 4 bis 200 µm verwendet werden.3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that primary for sterile filtration particles of 0.1 to 0.20 µm of the urea-formaldehyde Condensation product and for less fine Filtration, for example for clarification filtration, agglomeration merate of primary particles in size between 4 to 200 µm can be used. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymergranulat ein spezifisches Gewicht von 1,30 bis 1,50 g/cm3 und ein Schüttgewicht von ca. 60 g/l hat.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the polymer granules have a specific weight of 1.30 to 1.50 g / cm 3 and a bulk density of about 60 g / l. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil inerter, prak­ tisch keine Metallionen abgebender Filterhilfsmittel zwischen 5% und 60% des Gesamtgewichtes der Filter­ schicht beträgt.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the proportion of inert, practical filter aids that don’t give off metal ions between 5% and 60% of the total weight of the filter layer is. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur metallionenfreien Filtration von formaldehydempfindlichen Produkten, wie z. B. Fotogelatine, anstelle von Polymergranulat als Filterhilfsmittel mikronisierte Zellulose verwendet wird.6. The method according to claim 1, characterized in that for metal ion-free Filtration of products sensitive to formaldehyde, such as e.g. B. photo gelatin, instead of polymer granules as Filter aid uses micronized cellulose becomes. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mikronisierte Zellulose aus trockengemahlenen Zellstoffen, insbesondere aus Laubholzzellulose hoher Reinheit, besteht. 7. The method according to any one of claims 1 or 6, characterized in that the micronized cellulose from dry-ground cellulose, in particular from Hardwood cellulose of high purity.   8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vorfiltration fertige Filterschichten mit einem Grundgerüst aus Zellstoff und eingelagertem Polymergranulat und/oder mikronisierter Zellstoffe gemahlen und zur Anschwemmung verwendet werden.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that finished for prefiltration Filter layers with a basic structure made of cellulose and embedded polymer granules and / or micronized Pulp is ground and used for alluvial coating will. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei negativer Ladung der im Unfiltrat befindlichen abzufiltrierenden Partikel oder Kolloide den Zellulosefasern der Filterschicht ein po­ sitives Oberflächenpotential (Zeta-Potential) gegeben wird, vorzugsweise in der Weise, daß in die wässerige Suspension aus mikronisierter Zellulose ein Epichlorhydrin-Harz zugegeben wird, dieses auf die Zellulose aufzieht und beim anschließenden Trocknungs­ prozeß bei 130° bis 150°C auskondensiert.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the negative in the Unfiltered particles to be filtered or Colloids the cellulose fibers of the filter layer a po given surface potential (zeta potential) is, preferably in such a way that in the aqueous Suspension from micronized cellulose Epichlorohydrin resin is added to this on the Cellulose is drawn up and then dried process condensed at 130 ° to 150 ° C. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterstoff nach Auf­ bereitung und Zubereitung getrocknet und durch Zugabe von Naßfestmitteln, beispielsweise einem modifizierten Melamin-Formaldehyd-Harz oder einer wässerigen Lösung eines Epichlorhydrin-Harzes verfestigt wird.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the filter material after Auf Preparation and preparation dried and by adding of wet strength agents, for example a modified one Melamine formaldehyde resin or an aqueous solution of an epichlorohydrin resin is solidified. 11. Filterschicht insbesondere zur Filtration von pharma­ zeutischen, biologischen oder chemischen Flüssigkeiten, die ein Grundgerüst aus fibrillierten Zellstofffasern aufweist, insbesondere zur Durchführung der Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 10, gekennzeichnet durch in die Zellstoffasern eingelagertes feines, hochdispersives Polymergranulat. 11. Filter layer especially for the filtration of pharma ceutical, biological or chemical liquids, which is a basic structure made of fibrillated cellulose fibers has, in particular for performing the method according to claims 1 to 10, characterized by what is embedded in the cellulose fibers fine, highly dispersive polymer granules.   12. Filterschicht nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymergranulat ein Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsprodukt mit einer Primärteilchengröße von 0,1 bis 3,0 µm und einer spezifischen Oberfläche von 20±5 m2/g (BET-Methode) ist.12. Filter layer according to claim 11, characterized in that the polymer granules are a urea-formaldehyde condensation product with a primary particle size of 0.1 to 3.0 µm and a specific surface area of 20 ± 5 m 2 / g (BET method). 13. Filterschicht nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Feinfiltration, insbesondere zur Sterilfiltration aus Primärteilchen von 0,1 bis 0,20 µm des Harnstoff-Formaldehyd-Kondensations­ produktes besteht.13. Filter layer according to claim 1 or 2, characterized in that for fine filtration, especially for sterile filtration from primary particles of 0.1 to 0.20 µm of the urea-formaldehyde condensation product exists. 14. Filterschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie für weniger feine Filtrationen, beispielsweise zur Klärfiltration, Agglo­ merate von Primärteilchen in der Größe zwischen 4 bis 200 µm aufweist.14. Filter layer according to one of claims 1 to 3, characterized in that they are for less fine Filtration, for example for clarification filtration, agglomeration merate of primary particles in size between 4 to 200 µm. 15. Filterschicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Mischungen von Primärteilchen zwischen 0,1 bis 0,20 µm des Harn­ stoff-Formaldehyd-Kondensationsproduktes und deren Agglomerate besteht.15. Filter layer according to one of the preceding Claims 11 to 14, characterized in that it consists of mixtures of Primary particles between 0.1 and 0.20 µm of urine Substance-formaldehyde condensation product and their Agglomerates exist. 16. Filterschicht nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymergranulat ein spezifisches Gewicht von 1,30 bzw. 1,50 g/cm2 und ein Schüttgewicht von ca. 60 g/l hat. 16. Filter layer according to one of claims 11 to 15, characterized in that the polymer granules have a specific weight of 1.30 or 1.50 g / cm 2 and a bulk density of about 60 g / l. 17. Filterschicht nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil metallionenarmer bzw. -freier Filterhilfsmittel zwischen 5% und 60% des Gesamtgewichtes der Filterschicht beträgt.17. Filter layer according to one of claims 11 to 16, characterized in that the proportion of low in metal ions or -free filter aid between 5% and 60% of Total weight of the filter layer is. 18. Filterschicht mit einem Grundgerüst aus fibrilliertem Zellstoff, insbesondere Zellulosefasern, zur metall­ ionenfreien Filtration von Fotogelatine, insbesondere nach den Ansprüchen 1, 6 und 7, gekennzeichnet durch eingelagerte mikronisierte Zellu­ lose, vorzugsweise aus Laubholz.18. Filter layer with a fibrillated framework Pulp, in particular cellulose fibers, for metal ion-free filtration of photo gelatin, in particular according to claims 1, 6 and 7, characterized by embedded micronized cells loose, preferably from hardwood. 19. Filterschicht nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die fertige Filterschicht aus Zellstoff und eingelagertem Polymergranulat und/oder mikronisierter Zellulose zur Verwendung bei Anschwemm­ filtrationen durch Mahlung feinst zerkleinert ist.19. Filter layer according to one of claims 11 to 18, characterized in that the finished filter layer made of cellulose and embedded polymer granules and / or micronized cellulose for precoat use filtration is finely ground by grinding. 20. Filterschicht nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellulosefasern mit einem Zeta-Potential versehen sind.20. Filter layer according to one of claims 11 to 19, characterized in that the cellulose fibers with are provided with a zeta potential. 21. Filterschicht nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterstoff mit einem Naßfestmittel, insbesondere einer wässerigen Lösung eines Melamin-Formaldehyd-Harzes oder eines Epichlorhydrin-Harzes, verfestigt ist.21. Filter layer according to one of claims 11 to 19, characterized in that the filter material with a Wet strength agent, especially an aqueous solution a melamine-formaldehyde resin or one Epichlorohydrin resin, is solidified.
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